(57)【要約】【課題】単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを作製可能なグレーティング型光部品製造方法、グレーティング型光部品製造装置、グレーティング型光部品製造方法又はグレーティング型光部品製造装置を用いて作製された光部品を提供する。【解決手段】光ファイバ２７内に水素と重水素のうちの少なくとも一方を拡散させ、光ファイバ２７に非干渉性ＵＶランプ光１３１を照射することにより光ファイバ２７の屈折率を変化させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素と重水素のうちの少なくとも一方が拡散された石英系光導波路に光源により発せられた紫外線領域で単色発光する光を照射することにより前記石英系光導波路の屈折率を変化させる屈折率変化工程と、
前記石英系光導波路に干渉光を照射する干渉光照射工程とを有することを特徴とするグレーティング型光部品製造方法。
【請求項２】
前記光源は、非干渉性光源であり、
前記紫外線領域で単色発光する光は、非干渉光であることを特徴とする請求項１に記載のグレーティング型光部品製造方法。
【請求項３】
前記非干渉性光源は、
エキシマランプであることを特徴とする請求項２に記載のグレーティング型光部品製造方法。
【請求項４】
前記紫外線領域で単色発光する光の波長は、
１７２ｎｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造方法。
【請求項５】
前記紫外線領域で単色発光する光の波長は、
２２２ｎｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造方法。
【請求項６】
前記屈折率変化工程は、
前記紫外線領域で単色発光する光を多方向から照射する多方向照射工程を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造方法。
【請求項７】
前記屈折率変化工程は、
前記石英系光導波路における屈折率変化量を判別する変化量判別工程と、
前記変化量判別工程における判別結果に基づいて、前記光源の点灯及び消灯を制御する光源制御工程とを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造方法。
【請求項８】
前記変化量判別工程は、
タイマにより前記紫外線領域で単色発光する光の照射時間を測定する照射時間測定工程を有することを特徴とする請求項７に記載のグレーティング型光部品製造方法。
【請求項９】
前記変化量判別工程は、
光量計により前記紫外線領域で単色発光する光の照射量を測定する照射量測定工程を有することを特徴とする請求項７に記載のグレーティング型光部品製造方法。
【請求項１０】
前記変化量判別工程は、
光ファイバグレーティングの中心波長測定により前記紫外線領域で単色発光する光による屈折率変化を測定する中心波長測定工程を有することを特徴とする請求項７に記載のグレーティング型光部品製造方法。
【請求項１１】
前記屈折率変化工程は、
前記紫外線領域で単色発光する光を遮断する強度マスクを移動させることにより屈折率変化を調整する屈折率変化調整工程と、
前記強度マスクの移動速度、移動の開始及び停止を制御する強度マスク制御工程を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造方法を用いて作製された光部品。
【請求項１３】
紫外線領域で単色発光する光を発生させる光源を含み、水素と重水素のうちの少なくとも一方が拡散された石英系光導波路に前記紫外線領域で単色発光する光を照射することにより前記石英系光導波路の屈折率を変化させる屈折率変化手段と、
前記石英系光導波路に干渉光を照射する干渉光照射手段とを有することを特徴とするグレーティング型光部品製造装置。
【請求項１４】
前記光源は、非干渉性光源であり、
前記紫外線領域で単色発光する光は、非干渉光であることを特徴とする請求項１３に記載のグレーティング型光部品製造装置。
【請求項１５】
前記非干渉性光源は、
エキシマランプであることを特徴とする請求項１４に記載のグレーティング型光部品製造装置。
【請求項１６】
前記紫外線領域で単色発光する光の波長は、
１７２ｎｍであることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造装置。
【請求項１７】
前記紫外線領域で単色発光する光の波長は、
２２２ｎｍであることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造装置。
【請求項１８】
前記屈折率変化手段は、
前記紫外線領域で単色発光する光を多方向から照射する多方向照射手段を有することを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造装置。
【請求項１９】
前記屈折率変化手段は、
前記石英系光導波路における屈折率変化量を判別する変化量判別手段と、
前記変化量判別手段における判別結果に基づいて、前記光源の点灯及び消灯を制御する光源制御手段とを有することを特徴とする請求項１３から１８のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造装置。
【請求項２０】
前記変化量判別手段は、
前記紫外線領域で単色発光する光の照射時間を測定するタイマを有することを特徴とする請求項１９に記載のグレーティング型光部品製造装置。
【請求項２１】
前記変化量判別手段は、
前記紫外線領域で単色発光する光の照射量を測定する光量計を有することを特徴とする請求項１９に記載のグレーティング型光部品製造装置。
【請求項２２】
前記変化量判別手段は、
前記紫外線領域で単色発光する光の照射による光ファイバグレーティングの中心波長変化を測定する機構を有することを特徴とする請求項１９に記載のグレーティング型光部品製造装置。
【請求項２３】
前記屈折率変化手段は、
前記紫外線領域で単色発光する光を遮断する強度マスクを移動させることにより屈折率変化を調整する屈折率変化調整手段と、
前記強度マスクの移動速度、移動の開始及び停止を制御する強度マスク制御手段を有することを特徴とする請求項１３から２２のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造装置。
【請求項２４】
請求項１３から２３のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造装置を用いて作製された光部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コアに光感受性（Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を有する光導波路に関して、紫外（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ、以下、ＵＶと略す）光を用いて屈折率を変化させることにより特性の調製を行うグレーティング型光部品製造方法、グレーティング型光部品製造装置、グレーティング型光部品製造方法又はグレーティング型光部品製造装置を用いて作製された光部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石英系の材料は、光透過性に優れていることから光通信の導波路や光学レンズなど多方面で使用されている（例えば、特許文献１参照）。とりわけ光通信線路である光ファイバの材料が石英系であることから、その線路中で光の波長選択フィルタ、分岐合流器、分波合波器、減衰器などの機能性光部品を作製するにあたって、光ファイバとの結合性（屈折率、コア径、融着接続の際の融点など）を考慮すると、石英系材料からこれらの機能性光部品を作製することには優位性が存在する。
【０００３】
コア中にゲルマニウム、リン、ボロンなどの光感受性を高める添加物（以後、光増感物質と呼ぶ）を含む光ファイバあるいは平面導波路（以下、ＰＬＣ：Ｐｌａｎｅｒ  ＬｉｇｈｔＷａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔと略す）などの光導波路に、その側面から適当波長のＵＶ光を照射して、周期的にコア中の屈折率を変化させたものをグレーティングと呼び、これは上述の波長選択性フィルタとも言える光部品である。
【０００４】
図１８及び１９に示すように、その目的に応じて、光導波路１００の長さ方向に沿って、ある一定の周期をもって屈折率を変化させることが一般的であるが、図２０及び２１に示すように、屈折率を連続的に徐々に変化させる他、間歇的に変化させる場合もある。
【０００５】
グレーティングの中でも光ファイバ（以下、光ファイバ１００という）のコア１０１中に形成されたグレーティングを、光ファイバグレーティングと呼び、屈折率変化の周期が１００μｍ程度以上のものを通常、長周期ファイバグレーティング（ＬＰＧ）と呼び、数μｍ以下のものを光ファイバブラッググレーティング（Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ、以下ＦＢＧと略す）１０２と呼び、光通信において重要な光部品となっている。
【０００６】
なお、これ以下、特に断りなき時は、光ファイバが光導波路を代表するものとする。同様に、以下の記述では、ＦＢＧが光導波路中に形成されたグレーティングを代表するものとする。
【０００７】
仮に、コア中に形成されたＦＢＧピッチがある一定の周期Λｏとすると、
【数１】
λ＝２・ｎｅｆｆ・Λｏ・・・（１）
を満たす光の波長λでは、ＦＢＧ各点での反射波が同相となり、かつ各点の反射パワー自体は非常に小さいものであるが、後述するように数千箇所での反射波を総和すると大きな反射となる。ここで、ｎｅｆｆ：ＦＢＧ実効屈折率（石英系コアではｎｅｆｆ≒１．４６）である。
【０００８】
一例として、公共光通信網で用いられる波長λ＝１５５０［ｎｍ］を、上記（１）式に代入すると、ＦＢＧピッチΛｏ≒５００［ｎｍ］  ≒０．５［μｍ］が得られる。コアの長さ方向１ｍｍにわたって上述のＦＢＧピッチが作製された時、約２０００のＦＢＧ本数となる。
【０００９】
以下に、従来のＦＢＧ作製方法を示す。
【００１０】
まず、図３１（ａ）に示すように、高圧容器１１１内に光ファイバ１２７を収納する。この際の光ファイバ１２７の形状としては、キロメートルあるいは数百から数十メートルのリール巻きされた被覆付光ファイバ、あるいは数メートルに切断加工した被覆付光ファイバ、あるいは図示するように、光ファイバ１２７を数メートル単位に切断加工し、これを被覆する被覆部材１２９の一部を除去し、中間部を露出させたものでも良い。
【００１１】
次に、水素（Ｈ２）または重水素（Ｄ２）を充填、加圧（例：１０ＭＰａ〜３０ＭＰａ）した状態で、高圧水素１１３あるいは重水素が光ファイバ１２７のクラッド１２５を通過してコア１２３に至るまで拡散させる。なお、上記の工程を水素拡散工程と呼ぶ。
【００１２】
上記の水素拡散工程の目的としては、光ファイバ１２７のコア１２３内に水素あるいは重水素が拡散していると、後述するように、コア１２３に干渉性ＵＶレーザ光を照射した際に、このコア１２３の光感受性を高めることができるからである。つまり、ＦＢＧを作製する時に、水素あるいは重水素が拡散していないコアと比較して、水素あるいは重水素が拡散したコア１２３中では屈折率上昇速度を約５０倍にも促進できることが知られているからである。この際、高圧容器内温度を常温より上げると拡散速度が増すことが知られている。
【００１３】
上記の水素拡散工程において、光ファイバ１２７に水素あるいは重水素を拡散させた場合、これにＵＶレーザ光を照射するには被覆部材１２９を除去しなければならない。これは、被覆部材１２９の樹脂がＵＶレーザ光を吸収して、コアにまで達するのを阻害するからである。
【００１４】
次に、図３１（ｂ）に示すように、干渉性ＵＶレーザ光１７１を、一定の周期を有する位相マスク１７３に照射すると、光ファイバのコア（水素拡散）１２３に干渉縞が生じ、その高輝度点で屈折率上昇をもたらす。通常は、位相マスクによる±１次の回折光による干渉を用い、その場合は位相マスク周期の半分の干渉縞となるためＦＢＧの周期も位相マスク周期の半分となる。このようにして、一定の周期からなるＦＢＧ（水素拡散）１２１を作製できる。なお、上記の工程を光照射工程と呼ぶ。また、ＦＢＧの作製方法としては、上記のように位相マスクを使用する方法以外にも、２光束干渉法などがある。また、長周期グレーティングを作製する方法としては、強度変調マスクを使用する方法や、あるいはＵＶレーザ光一本ずつをコアに照射する方法もある。
【００１５】
次に、図３１（ｃ）示すように、ＦＢＧを作製した光ファイバをオーブン１５１内に収納し、高温加熱（例：温度１２０℃）した状態で、一定時間（例：１２時間）放置することにより、光ファイバ１２７中に拡散した水素１５３あるいは重水素を外部に放出さることにより除去する。なお、上記の工程を水素除去工程と呼ぶ。また、図中の光ファイバ（水素無）１１７は、水素除去工程を経て水素が除去された光ファイバであり、光ファイバ被覆部材（水素無）１１９は、同じく水素が除去されたクラッドである。
【００１６】
このようにして作製されたグレーティングの内、図１８及び１９に示すように、コア内の屈折率上昇が一定のピッチΛｏで周期的なものは、一般的にはユニフォーム（Ｕｎｉｆｏｒｍ）型ＦＢＧと呼ばれ、コアを伝搬する信号光のうち、上記（１）式を満たす波長λｉの信号光で同相の多点反射を起こす。これらの応用例としては、図１８に示すレーザダイオード（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ、以下、ＬＤと呼ぶ）の波長安定化用ＦＢＧや、図１９に示す線路の途中で特定の波長を取り出し（Ｄｒｏｐ）、そして戻し入れる（Ａｄｄ）ためのＡｄｄ／Ｄｒｏｐ用ＦＢＧ等がある。
【００１７】
一方、図２０及び２１に示すように、コア内のＦＢＧのピッチΛが連続的に徐々に変化（例：Λ１〜Λｎ）しているものは、チャープ（Ｃｈｉｒｐｅｄ）型ＦＢＧと呼ばれている。この場合多波長に作用することが可能であり、帯域の広いＦＢＧとなる。これらの応用例としては、図２０に示す波長分散を補正するための波長分散補償用ＦＢＧや、図２１に示す光増幅器の増幅後の利得の平坦化のための利得等化用ＦＢＧ等が挙げられる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平５−３４１１４２号公報（第２頁、第１図）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の方法においては、位相マスクによってＦＢＧの周期が決まってしまうため一種類のマスクでは同一の種類のＦＢＧしか作製することができなかった。このため、異なる特性のＦＢＧを作製するには複数の位相マスクを用意する必要があり、製造コスト増加の原因となっていた。
【００２０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的としては、単一のマスクで様々な種類のＦＢＧを作製可能であり、量産性にも優れたグレーティング型光部品製造方法、グレーティング型光部品製造装置、グレーティング型光部品製造方法又はグレーティング型光部品製造装置を用いて作製された光部品を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、上記課題を解決するため、水素と重水素のうちの少なくとも一方が拡散された石英系光導波路に光源により発せられた紫外線領域で単色発光する光を照射することにより石英系光導波路の屈折率を変化させる屈折率変化工程と、石英系光導波路に干渉光を照射する干渉光照射工程とを有することを要旨とする。
【００２２】
請求項２記載の本発明は、上記課題を解決するため、光源は、非干渉性光源であり、紫外線領域で単色発光する光は、非干渉光であることを要旨とする。
【００２３】
請求項３記載の本発明は、上記課題を解決するため、非干渉性光源は、エキシマランプであることを要旨とする。
【００２４】
請求項４記載の本発明は、上記課題を解決するため、紫外線領域で単色発光する光の波長は、１７２ｎｍであることを要旨とする。
【００２５】
請求項５記載の本発明は、上記課題を解決するため、紫外線領域で単色発光する光の波長は、２２２ｎｍであることを要旨とする。
【００２６】
請求項６記載の本発明は、上記課題を解決するため、屈折率変化工程は、紫外線領域で単色発光する光を多方向から照射する多方向照射工程を有することを要旨とする。
【００２７】
請求項７記載の本発明は、上記課題を解決するため、屈折率変化工程は、石英系光導波路における屈折率変化量を判別する変化量判別工程と、変化量判別工程における判別結果に基づいて、光源の点灯及び消灯を制御する光源制御工程とを有することを要旨とする。
【００２８】
請求項８記載の本発明は、上記課題を解決するため、変化量判別工程は、タイマにより紫外線領域で単色発光する光の照射時間を測定する照射時間測定工程を有することを要旨とする。
【００２９】
請求項９記載の本発明は、上記課題を解決するため、変化量判別工程は、光量計により紫外線領域で単色発光する光の照射量を測定する照射量測定工程を有することを要旨とする。
【００３０】
請求項１０記載の本発明は、上記課題を解決するため、変化量判別工程は、光ファイバグレーティングの中心波長変化を測定することにより紫外線領域で単色発光する光による屈折率変化を見積る中心波長測定工程を有することを要旨とする。
【００３１】
請求項１１記載の本発明は、上記課題を解決するため、屈折率変化工程は、紫外線領域で単色発光する光を遮断する強度マスクを移動させることにより屈折率変化を調整する屈折率変化調整工程と、強度マスクの移動速度、移動の開始及び停止を制御する強度マスク制御工程を有することを要旨とする。
【００３２】
請求項１２記載の本発明は、上記課題を解決するため、請求項１から１１のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造方法を用いて作製されたことを要旨とする。
【００３３】
請求項１３記載の本発明は、上記課題を解決するため、紫外線領域で単色発光する光を発生させる光源を含み、水素と重水素のうちの少なくとも一方が拡散された石英系光導波路に紫外線領域で単色発光する光を照射することにより石英系光導波路の屈折率を変化させる屈折率変化手段と、石英系光導波路に干渉光を照射する干渉光照射手段とを有することを要旨とする。
【００３４】
請求項１４記載の本発明は、上記課題を解決するため、光源は、非干渉性光源であり、紫外線領域で単色発光する光は、非干渉光であることを要旨とする。
【００３５】
請求項１５記載の本発明は、上記課題を解決するため、非干渉性光源は、エキシマランプであることを要旨とする。
【００３６】
請求項１６記載の本発明は、上記課題を解決するため、前記紫外線領域で単色発光する光の波長は、１７２ｎｍであることを要旨とする。
【００３７】
請求項１７記載の本発明は、上記課題を解決するため、前記紫外線領域で単色発光する光の波長は、２２２ｎｍであることを要旨とする。
【００３８】
請求項１８記載の本発明は、上記課題を解決するため、前記屈折率変化手段は、前記紫外線領域で単色発光する光を多方向から照射する多方向照射手段を有することを要旨とする。
【００３９】
請求項１９記載の本発明は、上記課題を解決するため、前記屈折率変化手段は、前記石英系光導波路における屈折率変化量を判別する変化量判別手段と、前記変化量判別手段における判別結果に基づいて、前記光源の点灯及び消灯を制御する光源制御手段とを有することを要旨とする。
【００４０】
請求項２０記載の本発明は、上記課題を解決するため、前記変化量判別手段は、前記紫外線領域で単色発光する光の照射時間を測定するタイマを有することを要旨とする。
【００４１】
請求項２１記載の本発明は、上記課題を解決するため、前記変化量判別手段は、前記紫外線領域で単色発光する光の照射量を測定する光量計を有することを要旨とする。
【００４２】
請求項２２記載の本発明は、上記課題を解決するため、前記変化量判別手段は、前記紫外線領域で単色発光する光の照射による光ファイバグレーティングの中心波長変化を測定する機構を有することを要旨とする。
【００４３】
請求項２３記載の本発明は、上記課題を解決するため、前記屈折率変化手段は、前記紫外線領域で単色発光する光を遮断する強度マスクを移動させることにより屈折率変化を調整する屈折率変化調整手段と、前記強度マスクの移動速度、移動の開始及び停止を制御する強度マスク制御手段を有することを要旨とする。
【００４４】
請求項２４記載の本発明は、上記課題を解決するため、請求項１３から２３のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造装置を用いて作製されたことを要旨とする。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４６】
（第１の実施の形態）
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態に係るグレーティング型光部品製造方法を示す図である。
【００４７】
まず、図１（ａ）に示すように、高圧容器１１１内に光ファイバ２７を収納する。この際の光ファイバ２７の形状としては、キロメートルあるいは数百〜数十メートルのリール巻きされた被覆付光ファイバ、あるいは数メートルに切断加工した被覆付光ファイバ、あるいは図示するように、光ファイバ２７を数メートル単位に切断加工し、これを被覆する被覆部材２９の一部を除去し、中間部を露出させたものでも良い。
【００４８】
次に、水素（Ｈ２）または重水素（Ｄ２）を充填、加圧（例：１０ＭＰａ〜３０Ｍｐａ）した状態で放置して、高圧水素１１３あるいは重水素が光ファイバ２７のクラッド２５を通過してコア２３に至るまで拡散させる。例えば、石英部の直径が１２５μｍの光ファイバの場合、５５℃で加圧すると５日間程度を要する。なお、上記の工程を工程１と呼ぶ。
【００４９】
上記の水素拡散工程の目的としては、光ファイバ２７のコア２３内に水素あるいは重水素が拡散していると、後述するように、コア２３に干渉性ＵＶレーザ光を照射した際に、このコア２３の光感受性を高めることができるからである。
【００５０】
次に、図１（ｂ）に示すように、エキシマランプといった広範囲に光を照射可能な非干渉性ＵＶランプ光１３１を用いて、水素あるいは重水素を拡散させた光ファイバ２７に非干渉性ＵＶ光（以下、適宜ＵＶ光とする）を照射する。なお、上記の工程を工程２と呼ぶ。
【００５１】
上記の工程２においては、ＵＶ光を照射するにあたって、その照射量の調整がなされ、これにより光ファイバの屈折率の調整がなされる。なお、照射量の調整は、光源の照射光強度を調整することの他、照射時間を調整することにより行われ、また、屈折率の調整を行うにあたっては、以下の方法が用いられる。
【００５２】
例えば、図３（ａ）に示すように、光ファイバ全体に一定量のＵＶ光を照射することにより、光ファイバの屈折率をその全体にわたって嵩上げすることができる。
【００５３】
また、図３（ｂ）に示すように、光ファイバの部分毎に異なる量のＵＶ光を照射することにより、部分ごとに屈折率の上昇分を調整し、光ファイバの長手方向に沿って屈折率を変化させることができる。これにより得られた屈折率は、図示するとおり傾斜線として現れる。
【００５４】
また、図３（ｃ）に示すように、一部分にスリットが設けられた強度変調マスク或いは２枚の強度変調マスクを用いてＵＶ光の一部を遮断し、光ファイバの特定の部分のみＵＶ光を照射することにより、光ファイバの一部分のみ屈折率を上昇させることもできる
また、図４（ａ）に示すように、ＵＶ光の照射量を一定に保ち、スリットを有しない強度変調マスクを用いることにより、光ファイバの片側の一部分のみ屈折率を上昇させることができる。
【００５５】
また、図４（ｂ）に示すように、場所により、光の透過率の異なる強度変調マスクを介してＵＶ光を照射することにより、部分ごとに屈折率の上昇分を調整し、光ファイバの長手方向に沿って屈折率を変化させることができる。これにより得られた屈折率は、使用する強度変調マスクの特性により調整でき、図４（ｂ）の例では図示するとおり傾斜線として現れる。
【００５６】
また、図４（ｃ）に示すように、ＵＶ光の照射量を一定に保ち、スリットを有しない強度変調マスクを移動させ、この際の移動速度を調整することによりＵＶ光の照射時間を調整し、光ファイバの長手方向に沿って屈折率を変化させることができる。これにより得られた屈折率は、強度変調マスクの移動制御により調整でき、図４（ｃ）の例では図示するとおり傾斜線として現れる。
【００５７】
なお、図１（ｂ）においては、上記の図４（ｃ）を用いた場合を示している。
【００５８】
上記のような屈折率変化を得るために必要なＵＶ光の波長は、添加する増感物質にもよるが、通常２８０ｎｍ以下である必要がある。それは、２８０ｎｍ以上の光では光感受性が非常に小さく所望の屈折率変化を得ることが困難だからである。一方、１５０ｎｍ以下の光は増感物質を添加しない純粋石英での光吸収が非常に大きく、光が透過しないため、照射波長は１５０ｎｍ以上である必要がある。
【００５９】
このため、図５に示したエキシマランプのうち波長１５０〜２８０ｎｍの範囲で発光する光源が使用できる。中でも、Ｘｅを用いた波長１７２ｎｍとＫｒＣｌを用いた２２２ｎｍのランプは、液晶用パネルなどの洗浄用に利用されているため、特性の安定したランプを安価に入手することができるため有利である。
【００６０】
ＵＶ光源としての非干渉性エキシマランプの特徴としては、レーザ光源と比較して、パワー密度は１０００分の１程度だが、５００×８０ｍｍという広い面積に対して光を照射可能で、一方小型化したランプは２０ｍｍ×１８ｍｍφと小さく、価格はレーザ光源の約１０分の１と安価で、長時間照射しても光ファイバ材料である石英系材料の強度劣化を起こしにくく、駆動電源も１００Ｖ交流と取り扱いが容易である。また、レーザに比べパワー密度が低いので、照射時に光導波路に損傷を与えることがない点も利点である。
【００６１】
次に、図２（ａ）に示すように、オーブン内に光ファイバ２７を収納し、高温加熱（例：温度１２０℃）した状態で、一定時間（例：１２時間）放置することにより、光ファイバ２７中に拡散した水素１５３あるいは重水素をオーブン内へ放出させることができる。なお、上記の工程を工程３と呼ぶ。
【００６２】
なお、図２（ａ）の１７は水素が除去された光ファイバを指し、図２（ｂ）の１５は水素が除去されたクラッドを指し、１３は水素が除去されたコアを指す。
【００６３】
これにより、光ファイバ１７中の水素あるいは重水素の残留濃度は十分低減しているので、次工程待ちとして長時間保管しても特性の変化を殆ど生じない。しかも、水素放出１５３あるいは重水素を放出しても、ＦＢＧ作製時のＵＶレーザ光に対する光感受性を保持している。この点が本発明の特徴の１つで、従来方法では、水素あるいは重水素を放出したコアは光感受性の大幅低下をもたらしている。
【００６４】
上記の各工程を経た石英系材料は、光感受性が一層増大し、かつ光感受性の経時劣化も小さいので、光導波路型光部品を作製することが可能となる。
【００６５】
また、上記の各工程に加えて、工程４として、干渉性を有するＵＶ光を照射してＦＢＧを作製することが可能である。コアに屈折率変化を生じさせるためには、通常、光の干渉による強度変化を用いるためレーザなどの干渉性を有する光源が使用される。その光源としては、エキシマレーザやアルゴンイオンレーザの第二高調波が挙げられる。
【００６６】
次に、ＦＢＧ作製方法の一例として、図２（ｂ）に示すように、位相マスク１７３を使用した短周期ＦＢＧの例を示す。干渉性ＵＶレーザ光１７１を、一定の周期を有する位相マスク１７３に照射すると、光ファイバのコア（水素無）１３に干渉縞が生じ、その高輝度点で屈折率上昇をもたらす。このようにして、一定の周期からなるＦＢＧ（水素無）１１を作製できる。ＦＢＧの作製方法としては、上記の位相マスクを使用する方法以外にも、二光束干渉法もある。
【００６７】
一般に、図６（ａ）に示すように、従来の方法で作製したユニフォーム型ＦＢＧピッチΛｏから一義的に決定されるＦＢＧの反射中心波長λは、（１）式から、λ＝２Ｎ１Λｏとなる。なお、Ｎ１は、ＦＢＧ部分の実効屈折率を指す。
【００６８】
一方、本発明の方法による工程１を経て作製されたＦＢＧは、ＵＶランプ光によるなんらかの屈折率の嵩上げがされているので、異なる反射中心波長となる。
図６（ｂ）に示すように、光ファイバのコア全体に屈折率が一律嵩上げされた場合、反射中心波長λ２＝２Ｎ２Λｏとなり、長波長側にスライドする。ここで、Ｎ２は、屈折率が嵩上げされたＦＢＧ部分の実効屈折率である。
【００６９】
次に、図７（ａ）に示すように、光ファイバのコアの長さ方向に、階段状に４種の屈折率が形成されている場合、それぞれのＦＢＧ実効屈折率をＮ１〜Ｎ４とすると、反射中心波長は４種存在し、それぞれλ１＝２Ｎ１Λｏ、λ２＝２Ｎ２Λｏ、λ３＝２Ｎ３Λｏ、λ４＝２Ｎ４Λｏである。この時、それぞれの実効屈折率に相当する反射ＦＢＧ本数が減り、そのため反射光パワーが４波長に分散するので、各反射波長の透過損失の絶対値は比較して小さくなる。
【００７０】
次に、図７（ｂ）に示すように、傾斜した屈折率の嵩上げが生じた場合、徐々に屈折率が上昇するにつれて、反射中心波長も長波長側に徐々にシフトされるので、ある波長帯域幅での反射が生じ、結果としてその帯域幅分だけの透過損失となって現れる。
【００７１】
以下に、実際にＦＢＧを試作した結果を示す。
【００７２】
光導波路としては、コアには約３．５Ｗｔ％のＧｅＧＯ２が添加されており、コア直径が約１０μｍ、コアとクラッドの比屈折率差が０．３５％であるシングルモード光ファイバを用いた。この光ファイバ５５℃、１０ＭＰａの水素雰囲気中に１週間放置し、光ファイバ中心部まで水素を浸透させた。石英光ファイバの周囲に保護のために被覆されている紫外線硬化型樹脂は、紫外光を透過しないため、部分的に樹脂被覆は除去し石英を露出させた。
【００７３】
石英を露出させた部分に、パワー密度１５ｍＷ／ｃｍ２のエキシマランプからの紫外光を一定時間照射した後で、１２０℃１２時間の脱水素工程を行った。照射したエキシマランプは波長１７２ｎｍのものを用いた。その後、ランプ照射部分にアルゴンイオンレーザの第二高調波（波長２４４ｎｍ）を用い、位相マスク法で反射中心波長１５５０ｎｍのＦＢＧを作製した。この時、位相マスクとしては周期が均一なユニフォームマスクを用い、各ＦＢＧの周期は同じとなるようにした。ＦＢＧ長は３ｍｍである。このＦＢＧ中心波長の変化を測定した結果を図８に示す。なお、図中の横軸はエキシマランプ照射時間を示し、縦軸はエキシマランプを照射していないＦＢＧ特性を基準とした場合のＦＢＧの中心波長変動量を示す。
【００７４】
図示するとおり、エキシマランプの照射時間が長くなるにつれて、屈折率が上昇し、ＦＢＧ周期が一定であるにもかかわらず、中心波長が変化することが確認された。この照射時間と中心波長変動の関係は綺麗な曲線上にのり、屈折率変化と照射時間との間には一対一の対応があることから、照射時間を制御することにより所望の屈折率変化を容易に得られ、所望の中心波長のグレーティングの作製が可能であることが確認された。
【００７５】
次に、非干渉性ＵＶランプ光（エキシマランプ光）を、対象とする光導波路の片面にのみ照射した場合と、複数方面から照射した場合の複屈折率の相違について考察する。
【００７６】
図１５（ａ）に示すように、平面光導波路の場合は、その構造上照射面は片面に限定される。つまり、導波路の側面あるいは下面は厚い基板であり、上面以外の周囲からの照射は困難である。したがって、ランプ光に近い上面と内部では光強度の変化は大きいので、その結果、複屈折が大きくなると推定される。
【００７７】
一方、図１５（ｂ）に示す光ファイバの場合では、全周からの照射が容易であるだけでなく、たとえ片面にのみＵＶランプ光を照射しても光ファイバ内部での反射・散乱あるいはファイバ周囲にある物体からの反射・散乱により、平面型光導波路に比べて比較的均一な光強度と予想されるので、複屈折は小さいと推定される。また、積極的に光ファイバ周囲からＵＶ光を照射する事により、複屈折をさらに低減できる。
【００７８】
図１６に、ＵＶランプ光を光ファイバの片面に照射した場合と複数面に照射した場合の複屈折率の照射時間との関係を示す例を示す。なお、図中の横軸は、エキシマランプの照射時間を示し、縦軸は複屈折の値を示している。
【００７９】
図１７は、前記のＵＶランプ光複数面照射を実現する方法を示す図である。なお、図１７（ａ）は、ＵＶランプ光を片面から照射する場合を示している。
【００８０】
ＵＶランプ光を複数面に照射するにあたっては幾つかの方法が考えられる。図１７（ｂ）から（ｅ）は、その一例を示す図である。
【００８１】
図１７（ｂ）は両面照射を行うにあたって、２個のランプを並列配置した場合を示し、図１７（ｃ）は両面照射を行うにあたって、２個のエキシマランプを光ファイバを介して対向して配置した場合を示している。
【００８２】
また、図１７（ｄ）に示すように、反射・散乱板を設け１個のエキシマランプから照射される光を反射・散乱させることにより、光を複数方向から照射する。なお、反射・散乱板の形状は、任意に変更可能であり、例えば図１７（ｅ）に示すように、断面形状が略円形であっても良い。
【００８３】
上記の方法により作製されたＦＢＧの複屈折の最大値は、片面からの照射の場合０．７×１０−４であった。さらに、エキシマランプ照射を複数面からすることにより複屈折を０．１×１０−４以下にできることが確認された。したがって、複屈折により生ずるＰＤＬ及びＰＭＤを低減することができる。
【００８４】
（第２の実施の形態）
図９及び図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るグレーティング型光部品製造方法を示す図である。
【００８５】
なお、図９（ａ）の工程１は、図１（ａ）に示した第１の実施の形態における工程１と同様であるため説明を省略する。
【００８６】
本実施の形態における工程２においては、図９（ｂ）に示すとおり、光ファイバに干渉性ＵＶレーザ光１７１を位相マスクを介して照射し、光ファイバ導波路中にＦＢＧを作製した。
【００８７】
なお、本実施の形態においては、コア直径約１０μｍに３．５Ｗｔ％のＧｅＯ２が添加された比屈折率差０．３５％のシングルモード光ファイバを試料として使用した。
【００８８】
なお、図１０（ａ）の本実施の形態における工程３は、図１（ｂ）に示した第１の実施の形態における工程２と同様であり、また、図１０（ｂ）の本実施の形態における工程４は、図２（ａ）に示した第１の実施の形態における工程３と同様であるため説明を省略する。
【００８９】
このように、本実施の形態においては、前述の第１の実施の形態と同じ条件において、エキシマランプ照射とレーザ光の照射によるＦＢＧ作製の順番を入れ換えて、さらに水素の除去を最後に行った。つまり水素拡散、レーザ光照射、エキシマランプ照射、水素除去の順で各工程を実施し、レーザ光の中心波長の変動を確認した。その結果を図１１に示す。先に示したエキシマランプを照射した場合でも、第１の実施の形態と同様の中心波長変動が確認されたため、エキシマランプ照射とＦＢＧ作製では、どちらの順番においても中心波長変動に関しては同様の結果が得られることが確認された。
【００９０】
この方法により作製されたＦＢＧの複屈折の最大値は、光ファイバの片面のみにエキシマランプ照射を行った場合０．７×１０−４であった。さらに、前記のように光ファイバの複数面に対してエキシマランプ照射を行うことにより複屈折を０．１×１０−４以下に低下させることができた。これらの値は、第１の実施の形態で作製されたＦＢＧと同じ値であることから、複屈折の特性に関しても、エキシマランプ照射とＦＢＧ作製のどちらを先に行っても同様の結果が得られることが確認された。したがって、複屈折により生ずるＰＤＬ及びＰＭＤを低減することができる。
【００９１】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態に係るグレーティング型光部品製造方法について説明する。
【００９２】
本実施の形態においては、コア直径約４μｍに８．５Ｗｔ％のＧｅＯ２が添加された比屈折率差０．８５％のシングルモード光ファイバを試料とした。
【００９３】
まず、工程１として、上記の光ファイバを５５℃、１０ＭＰａの水素雰囲気中に１週間放置し、光ファイバコアまで水素を拡散させた。石英光ファイバの周囲に保護のために被覆されている紫外線硬化型樹脂は、紫外光を透過しないため、部分的に樹脂被覆は除去し石英を露出させた。
【００９４】
次に、工程２として、図１０（ａ）に示すように、光ファイバ全体に非干渉性ＵＶランプ光１３１を一律照射し、図３（ａ）のように屈折率を嵩上げした。ただし、本工程においては、強度変調マスク１７５を使用せず、また光源はＵＶランプ光強度が１０ｍＷ／ｃｍ２のものを使用した。
【００９５】
さらに、工程３として、前記の石英を露出させた部分に、パワー密度１０ｍＷ／ｃｍ２のエキシマランプからの紫外光を一定時間照射した後で、１２０℃１２時間の脱水素工程を行った。照射したエキシマランプは波長１７２ｎｍのものを用いた。その後、ランプ照射部分にアルゴンイオンレーザの第二高調波（波長２４４ｎｍ）を用い、位相マスク法で反射中心波長１５５０ｎｍのＦＢＧを作製した。この時、位相マスクとしては周期が均一なユニフォームマスクを用い、各ＦＢＧの周期は同じとなるようにした。これのＦＢＧ長は３ｍｍである。
【００９６】
図１２は、上記の工程の結果を示す図であり、横軸がエキシマランプ照射時間であり、縦軸がエキシマランプ照射なしのサンプルを基準とした場合のＦＢＧの中心波長変動量である。エキシマランプの照射時間が長くなるにつれて、屈折率が上昇し、ＦＢＧ周期が一定であるにもかかわらず、中心波長が変化することが確認された。この照射時間と中心波長変動の関係は綺麗な曲線上にのり、屈折率変化と照射時間との間には一対一の対応があることから、照射時間を制御することにより所望の屈折率変化を容易に得られ、所望の中心波長のグレーティングの作製が可能であることが確認された。
【００９７】
第１の実施の形態における結果と比較すると、中心波長変化量の増加傾向（曲線の形状）はほとんど同じであるが、露光時間と中心波長変化の絶対値は異なっている。これは、光ファイバに添加している光感受性物質（ここではゲルマニウム）の量や光ファイバの構造が異なることに加え、エキシマランプの照射強度も異なるためである。
【００９８】
一般に、エキシマランプの照射強度が強くなるほど屈折率変化速度が速くなり、光感受性物質の添加量が多いほど屈折率変化速度と最大変化量が大きくなる。しかし，第１及び第２の実施の形態で示したように、光感受性物質の添加量や光ファイバ構造が異なっていても、エキシマランプ照射量と中心波長変動量つまり屈折率変化は、同じような形状の曲線に従った関係を示す。つまり、エキシマランプ照射強度や光感受性物質の添加量が変化しても、一度それらの条件での照射時間と屈折率変化の関係を求めておくことで、所望の特性を容易に得ることが可能となる。また逆に、エキシマランプ照射強度や光感受性物質の添加量などの光ファイバ構造を適切に設定することで、所望の特性を容易に短時間で得ることが可能となる。
【００９９】
上記の方法により作製されたＦＢＧの複屈折の最大値は、光ファイバの片面のみにエキシマランプ照射を行った場合０．８×１０−４であった。さらに、前記のように光ファイバの複数面に対してエキシマランプ照射を行うことにより複屈折を０．１×１０−４以下に低下させることができた。したがって、複屈折により生ずるＰＤＬ及びＰＭＤを低減することができる。
【０１００】
なお、上記の工程３の次に、工程４として水素の除去が行われるが、この工程は、図１０（ｂ）に示した本発明の第２の実施形態における工程４と同様であるので、説明を省略する。
【０１０１】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態に係るグレーティング型光部品製造方法について説明する。
【０１０２】
なお、本実施の形態に形態における工程１は、図１（ａ）に示した第１の実施の形態における工程１と同様であるので説明を省略する。
【０１０３】
本実施の形態における工程２においては、図４（ｃ）に示すように、強度変調マスク１７５を予め決められた速度で移動させることにより非干渉性ＵＶランプ光１３１の遮断時間を連続的に変化させて、光ファイバのコアに対する露光時間を変え、図４（ｃ）に示すような屈折率傾斜を得た。さらに単一周期の位相マスクを用いて実質的なチャープＦＢＧを作製した。なお、この屈折傾斜における屈折率の変化長（ＦＢＧ全体の長さ）は１００ｍｍである。
【０１０４】
なお、本実施の形態においては、コア直径約１０μｍに３．５Ｗｔ％のＧｅＯ２が添加された比屈折率差０．３５％のシングルモード光ファイバを試料として、ＵＶランプ光強度１５ｍＷ／ｃｍ２の光源を使用した。
【０１０５】
また、本実施の形態においては、第２の実施の形態の結果をもとに、波長変動量が最大の場所で２ｎｍ、最小の場所で０ｎｍと光ファイバの長手方向に対して線形になるように計算し、光ファイバの長手方向で必要な照射時間を求めた。さらに、この結果をもとに、強度変調マスク１７５の移動特性を求め、工程２において、この結果をもとに強度変調マスク１７５を移動させた。
【０１０６】
次に、工程３として光ファイバから水素が除去されたが、この工程は図２（ａ）に示した第１の実施の形態における工程３と同様であるため説明を省略する。
【０１０７】
次に、工程４として、この屈折率変化領域にユニフォームマスクを用い位相マスク法で１００ｍｍのＦＢＧを露光した。この露光に使用したレーザは、アルゴンイオンレーザの第２高調波（２４４ｎｍ）である。図１３（ｂ）に、これにより得られたＦＢＧの透過損失特性を示す。なお、図１３（ａ）には、参考のためにエキシマランプの照射を行わずに同様の露光をした場合の透過スペクトルを示す。図１３（ｂ）に示すとおり、エキシマランプ照射をしたことで帯域が広いＦＢＧを作製できることが確認され、ユニフォームマスクを用いても実質的にチャープＦＢＧを作製できることが確認された。このようなチャープＦＢＧは波長分散補償器などに応用できる。
【０１０８】
上記の方法により作製されたＦＢＧの複屈折は、光ファイバの片面のみにエキシマランプ照射を行った場合０．３×１０−４であった。さらに，前記のように光ファイバの複数面に対してエキシマランプ照射を行うことにより複屈折を０．１×１０−４以下に低下させることができた。したがって、複屈折により生ずるＰＤＬ及びＰＭＤを低減することができる。
【０１０９】
以上のように、単一周期を有するユニフォーム型位相マスクを使用して、試作して得られた図１３（ｂ）の結果を有するＦＢＧは、図１４（ｂ）に示す反射特性を有する。ＵＶ光照射による屈折率変化の大きいＦＢＧ部分では最も長い反射中心波長λｎとなり、屈折率が連続的に徐々に低くなるにつれて反射中心波長も比例して短くなり、最も低い屈折率傾斜のＦＢＧ部分では最も短い反射中心波長λ１となる。これは、従来の方法では、図１４（ａ）に示すように、ＦＢＧピッチを連続的に変化させたチャープ型ＦＢＧと同等の結果となった。
【０１１０】
以上の実施例からもわかる様に、非干渉光源からのＵＶ光照射による屈折率変化工程と干渉露光によるＦＢＧ作製工程はどちらを先に行っても良い。
【０１１１】
（制御系についての説明）
また、上記の実施の形態においては、光ファイバの屈折率を変化させるにあたって、その動作を制御するための制御系が用いられる。以下、この制御系について説明する。
【０１１２】
上記の制御系は、例えば、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示した屈折率の調整方法、すなわち強度変調マスクを使用しない場合、若しくは移動させない場合（幅が異なるスリットを複数有する固定型の強度変調マスクを用いる場合）の制御系と、図４（ｃ）に示した調整方法、すなわち強度変調マスクを移動させる場合とに大別される。
【０１１３】
図２５（ａ）は、強度変調マスクを使用しない場合、若しくは移動させない場合の制御系の動作を示すメインフローチャートである。
【０１１４】
本図に示すとおり、制御処理が開始されると（Ｓ２５１）、まず、エキシマランプが点灯（ＯＮ）され（Ｓ２５２）、屈折率を調整するにあたっての制御処理Ａ（Ｓ２５３）が実行され、これが終了すると、エキシマランプが消灯（ＯＦＦ）され（Ｓ２５４）、一連の処理が終了する（Ｓ２５５）。なお、前記の処理Ａの内容は、制御系の構成により異なるため、後述する。
【０１１５】
図２２は、屈折率の調整を行うにあたって、強度変調マスクを使用しない場合、若しくは強度変調マスクを移動させない場合の制御系の一例を示す図である。
【０１１６】
この制御系は、光ファイバ１７又は２７と、エキシマランプ３０からの非干渉性ＵＶランプ光１３１の照射を行うためのランプ駆動部３１と、これを制御し、エキシマランプ３１のＯＮ／ＯＦＦを行うための制御部３２と、屈折率変化量を判別する屈折量判別手段としてのタイマ３３とを有する。
【０１１７】
この制御系を用いるにあたっては、所望の屈折率変化を得るために必要な照射時間を予め見積もっておき、タイマ３３により光の照射が開始されてからの経過時間が設定された照射時間に達したことが検出されると、制御部３２により光の照射が停止される。
【０１１８】
図２５（ｂ）は上記の制御系における処理Ａのフローチャートである。
【０１１９】
図示するとおり、エキシマランプ３０の点灯が確認されると、タイマ３３による計時動作が開始され（Ｓ２５３１ａ）、経過時間が設定された照射時間に達すると（Ｓ２５３２ａ：Ｎｏ）、処理が終了され（Ｓ２５３３ａ）、エキシマランプ３０が消灯される（Ｓ２５４）。
【０１２０】
上記の制御系は、屈折量判別手段としてタイマ３３を備える場合を示したが、これに限定されず、光量計を有する構成とすることも可能であり、このような制御系の構成を図２３に示す。
【０１２１】
この制御系を用いるにあたっては、所望の屈折率変化を得るために必要な照射光量（積算光量）を予め見積もっておき、光量計４０により光の照射が開始されてからの積算光量が設定された積算光量に達したことが検出されると、制御部３２により光の照射が停止される。
【０１２２】
図２５（ｃ）は上記の制御系における処理Ａのフローチャートである。
【０１２３】
図示するとおり、エキシマランプ３０の点灯が確認されると、光量計４０による光量測定が開始され（Ｓ２５３１ｂ）、照射光量が設定された積算光量に達すると（Ｓ２５３２ｂ：Ｎｏ）、処理が終了され（Ｓ２５３３ｂ）、エキシマランプ３０が消灯される（Ｓ２５４）。
【０１２４】
上記の制御系は、屈折量判別手段として光量計４０を備える場合を示したが、これに限定されず、光ファイバグレーティングなどの中心波長測定部を有する構成とすることも可能であり、このような制御系の構成を図２４に示す。
【０１２５】
光ファイバグレーティング３８は、光ファイバ３９上に作製されており、この光ファイバ３９としては、光ファイバ１７又は２７と同様の光感受性を有する光ファイバ或いは屈折率変化量が判明している光ファイバが用いられ、中心波長測定部３４は、光ファイバグレーティングのＵＶランプ光１３１照射による中心波長変動を測定する。
【０１２６】
本構成においては、光ファイバグレーティング３８に光が照射された際に生ずる中心波長変動から光ファイバ１７又は２７の屈折率変化をリアルタイムで見積もることができるため、所望の屈折率変化が得られた時点で光の照射を停止させることができ、利便性に富む。
【０１２７】
また、所望の屈折率変化を示唆する中心波長変動量を予め設定し、この中心波長変動量に達した場合に光の照射が停止される構成とすることもできる。この場合の処理フローチャートを図２５（ｄ）に示す。
【０１２８】
図示するとおり、エキシマランプ３０の点灯が確認されると、中心波長測定部３４による中心波長測定が開始され（Ｓ２５３１ｃ）、測定された中心波長変動量が設定された中心波長変動量に達すると（Ｓ２５３２ｃ：Ｎｏ）、処理が終了され（Ｓ２５３３ｃ）、エキシマランプ３０が消灯される（Ｓ２５４）。
【０１２９】
次に、強度変調マスクを移動させる場合の制御系について説明する。
【０１３０】
図３０（ａ）は、強度変調マスクを移動させる場合の制御系の動作を示すメインフローチャートである。
【０１３１】
本図に示すとおり、制御処理が開始されると（Ｓ３０１）、まず、必要に応じて強度変調マスクが原点（初期位置）に移動し（Ｓ３０２）、これが確認されるとエキシマランプが点灯（ＯＮ）され（Ｓ３０３）、屈折率を調整するにあたっての制御処理Ｂ（Ｓ３０４）が実行され、これが終了すると、エキシマランプが消灯（ＯＦＦ）され（Ｓ３０５）、一連の処理が終了する（Ｓ３０６）。なお、前記の処理Ｂの内容は、制御系の構成により異なるため、後述する。
【０１３２】
図２６は、屈折率の調整を行うにあたって、強度変調マスクを移動させる場合の制御系の一例を示す図である。
【０１３３】
この制御系は、図２２の制御系に強度変調マスクを駆動させるための強度マスク駆動部３６と、これを制御するための制御部３７と、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）３５を加えたものであり、その他の構成要素の機能は前記の場合と同様である。
【０１３４】
ＰＣ３５は、タイマ３３からの信号を受け、これに基づいて制御部３２及び３７を動作させる。
【０１３５】
図３０（ｂ）は、上記の制御系における処理Ｂのフローチャートである。
【０１３６】
図示するとおり、エキシマランプ３０の点灯が確認されると、処理が開始され（Ｓ３０４１ａ）、タイマ３３による計時動作が開始され（Ｓ３０４２ａ）、これとともに強度マスク１７５が移動を開始し（Ｓ３０４３ａ）、必要であれば、経過時間に従って速度を変化させ、経過時間が設定された照射時間に達すると（Ｓ３０４４ａ：Ｎｏ）、処理が終了され（Ｓ３０４５ａ）、エキシマランプ３０が消灯される（Ｓ３０５）。
【０１３７】
図２７は、図２６のタイマ３３に代えて光量計４０を設けた場合を示す図であり、ＰＣ３５は、光量計４０からの信号を受け、これに基づいて制御部３２及び３７を動作させる。
【０１３８】
本図の制御系と前記の制御系との相違点は、上記の点のみであり、その他の構成要素の機能は前記の場合と同様である。
【０１３９】
図３０（ｃ）は、図２７の制御系における処理Ｂのフローチャートである。
【０１４０】
図示するとおり、エキシマランプ３０の点灯が確認されると、処理が開始され（Ｓ３０４１ｂ）、光量計４０による光量測定が開始され（Ｓ３０４２ｂ）、これとともに強度マスク１７５が移動を開始し（Ｓ３０４３ｂ）、必要であれば、積算光量によって速度を変化させ、照射光量が設定された積算光量に達すると（Ｓ３０４４ｂ：Ｎｏ）、処理が終了され（Ｓ３０４５ｂ）、エキシマランプ３０が消灯される（Ｓ３０５）。
【０１４１】
図２８は、図２７の光量計４０に代えて光ファイバ３９、光ファイバグレーティング３８及び中心波長測定部３４を設けた場合を示す図であり、ＰＣ３５は、中心波長測定部３４からの信号を受け、これに基づいて制御部３２及び３７を動作させる。
【０１４２】
本図の制御系と前記の制御系との相違点は、上記の点のみであり、その他の構成要素の機能は前記の場合と同様である。
【０１４３】
図３０（ｄ）は、図２８の制御系における処理Ｂのフローチャートである。
【０１４４】
図示するとおり、エキシマランプ３０の点灯が確認されると、処理が開始され（Ｓ３０４１ｃ）、中心波長測定部３４による中心波長測定が開始され（Ｓ３０４２ｃ）、これとともに強度マスク１７５が移動を開始し（Ｓ３０４３ｃ）、必要であれば、中心波長に従って速度を変化させ、測定された中心波長変動量が設定された中心波長変動量に達すると（Ｓ３０４４ｃ：Ｎｏ）、処理が終了され（Ｓ３０４５ｃ）、エキシマランプ３０が消灯される（Ｓ３０５）。
【０１４５】
図２９は、図２８の中心波長測定部３４に代えて強度変調マスク１７５の位置を測定する強度マスク位置測定部４２を設けた場合を示す図であり、ＰＣ３５は、強度マスク位置測定部４２からの信号を受け、これに基づいて制御部３２及び３７を動作させる。
【０１４６】
本図の制御系と前記の制御系との相違点は、上記の点のみであり、その他の構成要素の機能は前記の場合と同様である。
【０１４７】
図３０（ｅ）は、図２９の制御系における処理Ｂのフローチャートである。
【０１４８】
図示するとおり、エキシマランプ３０の点灯が確認されると、処理が開始され（Ｓ３０４１ｄ）、強度マスク位置測定部４２による強度マスク位置測定が開始され（Ｓ３０４２ｄ）、これとともに強度変調マスク１７５が移動を開始し（Ｓ３０４３ｄ）、必要であれば、位置に従って速度を変化させ、強度変調マスク１７５が所定の処理終了位置に達すると（Ｓ３０４４ｄ：Ｎｏ）、処理が終了され（Ｓ３０４５ｄ）、エキシマランプ３０が消灯される（Ｓ３０５）。
【０１４９】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明によれば、水素と重水素のうちの少なくとも一方が拡散された石英系光導波路に光源により発せられた紫外線領域で単色発光する光を照射することにより石英系光導波路の屈折率を変化させる工程と、石英系光導波路に干渉光を照射する工程を有するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１５０】
請求項２に記載の本発明によれば、非干渉性光源と、非干渉光とを用いるため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１５１】
請求項３に記載の本発明によれば、非干渉性光源としてエキシマランプを用いるため、光源の入手が容易であり、かつ、確実である。
【０１５２】
請求項４に記載の本発明によれば、紫外線領域で単色発光する光の波長は、１７２ｎｍであるため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１５３】
請求項５に記載の本発明によれば、紫外線領域で単色発光する光の波長は、２２２ｎｍであるため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１５４】
請求項６に記載の本発明によれば、紫外線領域で単色発光する光を多方向から照射するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを複屈折による影響を抑えつつ大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１５５】
請求項７に記載の本発明によれば、石英系光導波路における屈折率変化量を判別し、変化判別結果に基づいて、光源の点灯及び消灯を制御するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１５６】
請求項８に記載の本発明によれば、タイマにより紫外線領域で単色発光する光の照射時間を測定するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１５７】
請求項９に記載の本発明によれば、光量計により紫外線領域で単色発光する光の照射量を測定するため、様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１５８】
請求項１０に記載の本発明によれば、光ファイバグレーティングの中心波長測定により照射量を制御するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１５９】
請求項１１に記載の本発明によれば、紫外線領域で単色発光する光を遮断する強度マスクを移動させることにより屈折率変化を調整し、強度マスクの移動速度、移動の開始及び停止を制御するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１６０】
請求項１２に記載の本発明によれば、請求項１から１１のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造方法を用いることにより、有用な光機能部品が実現可能となる。
【０１６１】
請求項１３に記載の本発明によれば、水素と重水素のうちの少なくとも一方が拡散された石英系光導波路に光源により発せられた紫外線領域で単色発光する光を照射することにより石英系光導波路の屈折率を変化させる機構と、石英系光導波路に干渉光を照射する機構を有するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１６２】
請求項１４に記載の本発明によれば、非干渉性光源と、非干渉光とを用いるため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１６３】
請求項１５に記載の本発明によれば、非干渉性光源としてエキシマランプを用いるため、光源の入手が容易であり、かつ、確実である。
【０１６４】
請求項１６に記載の本発明によれば、紫外線領域で単色発光する光の波長は、１７２ｎｍであるため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１６５】
請求項１７に記載の本発明によれば、紫外線領域で単色発光する光の波長は、２２２ｎｍであるため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１６６】
請求項１８に記載の本発明によれば、紫外線領域で単色発光する光を多方向から照射するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを複屈折による影響を抑えつつ大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１６７】
請求項１９に記載の本発明によれば、石英系光導波路における屈折率変化量を判別し、変化判別結果に基づいて、光源の点灯及び消灯を制御するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１６８】
請求項２０に記載の本発明によれば、タイマにより紫外線領域で単色発光する光の照射時間を測定するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１６９】
請求項２１に記載の本発明によれば、光量計により紫外線領域で単色発光する光の照射量を測定するため、様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１７０】
請求項２２に記載の本発明によれば、光ファイバグレーティングの中心波長測定により照射量を制御するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１７１】
請求項２３に記載の本発明によれば、紫外線領域で単色発光する光を遮断する強度マスクを移動させることにより屈折率変化を調整し、強度マスクの移動速度、移動の開始及び停止を制御するため、単一の位相マスクで様々な種類のＦＢＧを大量に、かつ、安価に作製することが可能となる。
【０１７２】
請求項２４に記載の本発明によれば、請求項１３から２３のいずれか１項に記載のグレーティング型光部品製造装置を用いることにより、有用な光機能部品が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る工程１を示す図（ａ）であり、工程２を示す図（ｂ）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る工程３を示す図（ａ）であり、工程４を示す図（ｂ）である。
【図３】非干渉性ＵＶ光を光ファイバの全面に一律照射した場合の屈折率の変化を示す図（ａ）であり、非干渉性ＵＶを照射するにあたって、その強度を変化させた場合の屈折率の変化を示す図（ｂ）であり、強度変調マスクを用いることにより非干渉性ＵＶ光を光ファイバの一部分に照射した場合の屈折率の変化を示す図（ｃ）である。
【図４】強度変調マスクを用いることにより光ファイバの一部分に非干渉性ＵＶ光を照射した場合の屈折率の変化を示す図（ａ）であり、非干渉性ＵＶを照射するにあたって、強度変調マスクを用いることにより非干渉性ＵＶの強度を変化させた場合の屈折率の変化を示す図（ｂ）であり、強度変調マスクを移動させることにより、非干渉性ＵＶ光の照射時間を変化させた場合の屈折率の変化を示す図（ｃ）である。
【図５】エキシマ使用ガスと波長との関係を示す図である。
【図６】従来の方法により作製されたＦＢＧの特性を示す図（ａ）であり、本発明の方法により作製されたＦＢＧの特性を示す図（ｂ）である。
【図７】本発明の方法により作製されたＦＢＧの特性を示す図（ａ）であり、本発明の方法により作製されたＦＢＧの特性を示す図（ｂ）である。
【図８】エキシマランプ照射による中心波長変動を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る工程１を示す図（ａ）であり、本発明の第２の実施の形態に係る工程２を示す図（ｂ）である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る工程３を示す図（ａ）であり、工程４を示す図（ｂ）である。
【図１１】エキシマランプ照射後の光ファイバグレーティング中心波長変動を示す図である。
【図１２】エキシマランプ照射による中心波長変動を示す図である。
【図１３】エキシマランプ照射を行わなかった場合の透過損失特性を示す図（ａ）であり、エキシマランプ照射を行った場合の透過損失特性を示す図（ｂ）である。
【図１４】従来の方法により作製したチャープ型ＦＢＧの特性を示す図（ａ）であり、本発明の方法により作製したチャープ型ＦＢＧの特性を示す図（ｂ）である。
【図１５】平面光導波路におけるＵＶ光強度分布を示す図（ａ）であり、平面光導波路におけるＵＶ光強度分布を示す図（ｂ）である。
【図１６】エキシマランプ照射による複屈折率の増加を示す図である。
【図１７】ＵＶランプ光の片面照射の一例を示す図（ａ）であり、ＵＶランプ光の両面照射の一例を示す図（ｂ）であり、ＵＶランプ光の両面照射の一例を示す図（ｃ）であり、ＵＶランプ光の複数面照射を行うにあたって反射・散乱板を用いた例を示す図（ｄ）であり、ＵＶランプ光の複数面照射を行うにあたって反射・散乱板を用いた例を示す図（ｅ）である。
【図１８】ＦＢＧの応用例として、波長安定化用ＦＢＧを説明するための図（ａ）であり、波長−入射光特性グラフ（ｂ）であり、波長−出射光特性グラフ（ｃ）である。
【図１９】ＦＢＧの応用例として、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ用ＦＢＧを説明するための図（ａ）であり、Ｐ１での波長−入射光特性グラフ（ｂ）であり、ＦＧＢでの波長−光レベル特性グラフ（ｃ）であり、Ｐ２’での波長−出射光特性グラフ（ｄ）であり、Ｐ３の波長−出射光特性グラフ（ｅ）であり、Ｐ３’での波長−入射光特性グラフ（ｆ）である。
【図２０】ＦＢＧの応用例として、分散補償用ＦＢＧを説明するための図である。
【図２１】ＦＢＧの応用例として、利得等化用ＦＢＧを説明するための図（ａ）であり、Ｐ１での波長−入射光特性グラフ（ｂ）であり、Ｐ２での波長−出射光特性グラフ（ｃ）である。
【図２２】強度変調マスクを移動させずに屈折率を変化させる場合の制御系（タイマ利用）を示す図である。
【図２３】強度変調マスクを移動させずに屈折率を変化させる場合の制御系（光量計利用）を示す図である。
【図２４】強度変調マスクを移動させずに屈折率を変化させる場合の制御系（ＦＢＧ利用）を示す図である。
【図２５】強度変調マスクを用いずに屈折率を変化させる場合のメインフローを示す図（ａ）であり、図２２の制御系の処理フローを示す図（ｂ）であり、図２３の制御系の処理フローを示す図（ｃ）であり、図２４の制御系の処理フローを示す図（ｄ）である。
【図２６】強度変調マスクを移動させることにより屈折率を変化させる場合の制御系（タイマ利用）を示す図である。
【図２７】強度変調マスクを移動させることにより屈折率を変化させる場合の制御系（光量計利用）を示す図である。
【図２８】強度変調マスクを移動させることにより屈折率を変化させる場合の制御系（ＦＢＧ利用）を示す図である。
【図２９】強度変調マスクを移動させることにより屈折率を変化させる場合の制御系（強度マスク位置測定部）を示す図である。
【図３０】強度変調マスクを移動させることにより屈折率を変化させる場合のメインフローを示す図（ａ）であり、図２６の制御系の処理フローを示す図（ｂ）であり、図２７の制御系の処理フローを示す図（ｃ）であり、図２８の制御系の処理フローを示す図（ｄ）であり、図２９の制御系の処理フローを示す図（ｅ）である。
【図３１】従来の方法における水素拡散工程を示す図（ａ）であり、光照射工程を示す図（ｂ）であり、水素除去工程を示す図（ｃ）である。
【符号の説明】
１１  ＦＢＧ（水素無）
１３  コア（水素無）
１５  クラッド（水素無）
１７  光ファイバ（水素無）
１９  光ファイバ被覆部材（水素無）
２１  ＦＢＧ（水素拡散）
２３  コア（水素拡散）
２５  クラッド（水素拡散）
２７  光ファイバ（水素拡散）
２９  光ファイバ被覆部材（水素拡散）
３０  エキシマランプ
３１  ランプ駆動部
３２  制御部
３３  タイマ
３４  中心波長測定部
３５  ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
３６  強度マスク駆動部
３７  制御部
３８  光ファイバグレーティング
３９  光ファイバ
４０  光量計
４１  制御部
４２  強度マスク位置測定部
１１１  高圧容器
１１３  高圧水素
１３１  非干渉性ＵＶランプ光
１５１  オーブン
１５３  水素
１７１  干渉性ＵＶレーザ光
１７３  位相マスク
１７５  強度変調マスク
【図１】
2005055508.tif 000003
【図２】
2005055508.tif 000004
【図３】
2005055508.tif 000005
【図４】
2005055508.tif 000006
【図５】
2005055508.tif 000007
【図６】
2005055508.tif 000008
【図７】
2005055508.tif 000009
【図８】
2005055508.tif 000010
【図９】
2005055508.tif 000011
【図１０】
2005055508.tif 000012
【図１１】
2005055508.tif 000013
【図１２】
2005055508.tif 000014
【図１３】
2005055508.tif 000015
【図１４】
2005055508.tif 000016
【図１５】
2005055508.tif 000017
【図１６】
2005055508.tif 000018
【図１７】
2005055508.tif 000019
【図１８】
2005055508.tif 000020
【図１９】
2005055508.tif 000021
【図２０】
2005055508.tif 000022
【図２１】
2005055508.tif 000023
【図２２】
2005055508.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2005055508.tif 000026
【図２５】
2005055508.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2005055508.tif 000031
【図３０】
2005055508.tif 000032
【図３１】
2005055508.tif 000033